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水下机器人耐压舱结构设计及参数优化 被引量：8
1
作者 唐军 杨书麟 秦智 《江西理工大学学报》 CAS 2020年第5期88-95,共8页
针对水下机器人耐压舱质量过大且不易拆装的问题,文章设计了一种由球形壳体及圆板形封头配合套筒式连接的耐压舱结构,并利用ANSYS Workbench对耐压舱进行了强度仿真分析,得出了其最大形变量、所受最大等效应力及质量。再以三者为优化目... 针对水下机器人耐压舱质量过大且不易拆装的问题,文章设计了一种由球形壳体及圆板形封头配合套筒式连接的耐压舱结构,并利用ANSYS Workbench对耐压舱进行了强度仿真分析,得出了其最大形变量、所受最大等效应力及质量。再以三者为优化目标函数,通过最优拉丁超立方试验设计配合Non-Parametric Regression近似模型,并基于NSGA-Ⅱ算法对耐压舱进行了多目标优化。优化后耐压舱最大形变量及所受最大等效应力均满足设计要求,且质量减小了17.06%。完成了水下机器人整机组装并进行了湖测试验,实验结果显示耐压舱并无泄漏,同时整机耗电量也在设计范围内,证明优化后耐压舱强度及质量满足设计要求。 展开更多
关键词 水下机器人 耐压舱 NSGA-Ⅱ 质量优化
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水下耐压舱的结构设计与分析
2
作者 韩岩 李建荣 +3 位作者 王志乾 刘绍锦 刘玉生 马文家 《机电工程技术》 2024年第6期178-181,共4页
为了实现对水下生物及能源的探索和研究,设计了一种适应性强、可机械手携带的水下观测设备,此设备可对水下目标进行拍照并存储和记录水深信息,重点对提供密封工作环境的耐压舱进行了设计和分析。首先,基于内部的安装尺寸、整体质量及水... 为了实现对水下生物及能源的探索和研究,设计了一种适应性强、可机械手携带的水下观测设备,此设备可对水下目标进行拍照并存储和记录水深信息,重点对提供密封工作环境的耐压舱进行了设计和分析。首先,基于内部的安装尺寸、整体质量及水下配重等情况,耐压舱首部采用圆形,尾部采用近似椭圆的形式。为提升耐压强度,舱体采用分段连接形式,舱体主要采用非金属材料3D打印。窗口玻璃采用平面融石英玻璃,避免了球面对成像产生畸变的情况,并对舱体密封进行了设计。然后,使用有限元分析软件对舱体和窗口玻璃进行静力学分析,分析结果表明在100 m水深时耐压舱满足强度要求。最后,根据设计分析结果对耐压舱进行了制造,并对耐压舱进行水压试验,试验结果表明耐压舱满足强度和密封要求。 展开更多
关键词 水下观测 耐压舱 结构设计 有限元分析
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小潜深充压式轻质防水耐压舱设计及分析 被引量：1
3
作者 苏运来 吴文华 +3 位作者 范召林 王雨 鞠金龙 杨彩桃 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第23期10139-10146,共8页
基于跨介质飞行器对小潜深、轻量化、严密封的综合控制舱的迫切需求,设计了一种充压式复合材料防水耐压舱。通过预先充入2 MPa气体产生内压以抵抗水下200 m附近工作时的外部静水压力,使舱体处于轻微受力状态,最大程度减小舱体壁厚,进而... 基于跨介质飞行器对小潜深、轻量化、严密封的综合控制舱的迫切需求,设计了一种充压式复合材料防水耐压舱。通过预先充入2 MPa气体产生内压以抵抗水下200 m附近工作时的外部静水压力,使舱体处于轻微受力状态,最大程度减小舱体壁厚,进而实现轻量化设计。开展舱体纤维铺层角度和铺层厚度等设计,建立有限元模型,对其刚度、强度和稳定性进行校核,并通过5轮充压2 MPa并浸泡、保压48 h测试,验证结构安全性和密封可靠性。设计的3 L容积耐压舱总质量仅390 g,比常规结构减重22.4%。本方法有望为后续跨介质飞行器控制舱设计提供参考。 展开更多
关键词 跨介质飞行器 充压式 耐压舱 强度 稳定性
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基于ANSYS Workbench的海洋承压舱辅助设计 被引量：3
4
作者 庞连路 张一鸣 +2 位作者 张心波 李亮亮 田甲申 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2017年第S1期218-221,共4页
依据外压容器设计方案和准则,研究工作在海洋3 000 m以下环境的承压舱结构,合理选择舱体材料,优化结构设计方案,分析计算承压舱各部分参数,通过常规设计时引用计算机辅助设计软件Ansys Workbench,对承压舱体各部分承压性能进行模型仿真... 依据外压容器设计方案和准则,研究工作在海洋3 000 m以下环境的承压舱结构,合理选择舱体材料,优化结构设计方案,分析计算承压舱各部分参数,通过常规设计时引用计算机辅助设计软件Ansys Workbench,对承压舱体各部分承压性能进行模型仿真分析计算,选取最佳结构设计方案。对设计承压舱进行打压测试,分析结果验证了设计方案的有效性,满足设计工作水深的承压性能以及质量要求。 展开更多
关键词 承压舱 模型仿真 外压容器 打压测试
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深海复合材料耐压壳体研制 被引量：4
5
作者 李军 刘甲秋 +2 位作者 陈浩然 王秋野 于柏峰 《纤维复合材料》 CAS 2020年第3期64-68,共5页
碳纤维增强树脂复合材料因其可设计性、高比强度和高比模量等优点,已经成功应用于水下潜水器的耐压外壳,特别是在深海领域优点更为突出。耐压舱壳体为深海潜水器的重要组成部分,复合材料耐压舱壳体的轻量化可设计性的优点使耐压壳体能... 碳纤维增强树脂复合材料因其可设计性、高比强度和高比模量等优点,已经成功应用于水下潜水器的耐压外壳,特别是在深海领域优点更为突出。耐压舱壳体为深海潜水器的重要组成部分,复合材料耐压舱壳体的轻量化可设计性的优点使耐压壳体能提供正浮力,降低重量体积比,这些优点使复合材料耐压壳体逐渐取代金属耐压舱壳体。采用有限元分析方法对整个耐压舱壳体进行强度及稳定性研究。由于金属端盖与复合材料耐压舱之间存在几何不连续,在连接区域存在应力集中,通过对端盖形式及结构铺层优化使应力集中得以缓解,提高了整个复合材料耐压壳体的承载能力。使用缠绕工艺制成复合材料耐压舱筒段,并与优化后的钛合金球型端盖胶接,制成两种壁厚的耐压壳体并进行外压试验验证。总结复合材料耐压壳体的设计方法,希望对未来的复合材料耐压壳体设计研究提供支撑。 展开更多
关键词 复合材料 耐压舱 深海潜水器 缠绕成型
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温度变化对压力舱试验压力的影响
6
作者 张东京 从曙光 +2 位作者 张震 潘广善 吴国庆 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第7期47-50,共4页
为了提供一个由温度变化导致压力舱压力变化的理论计算方法和依据,结合弹性力学和水力学理论基础知识,分析温度变化对压力舱试验压力的影响规律,建立温度变化与压降之间的关系式。通过具体实例,对温度变化引起压降进行量化分析。数据结... 为了提供一个由温度变化导致压力舱压力变化的理论计算方法和依据,结合弹性力学和水力学理论基础知识,分析温度变化对压力舱试验压力的影响规律,建立温度变化与压降之间的关系式。通过具体实例,对温度变化引起压降进行量化分析。数据结果表明,理论计算和试验结果基本一致。 展开更多
关键词 压力舱 压力试验 温度变化 压降
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复合材料增压舱双圆截面交点连接设计分析 被引量：2
7
作者 钟小丹 陈普会 +1 位作者 刘利阳 王进 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2357-2363,共7页
按照连接设计要求及机身压差载荷水平,开展了复合材料增压舱双圆截面交点连接设计研究。采用壳-梁耦合有限元模型对两种双圆交点连接构型方案在压差载荷作用下的面外位移进行分析。在此基础上,对其中的对接连接构型方案进行强度校核:通... 按照连接设计要求及机身压差载荷水平,开展了复合材料增压舱双圆截面交点连接设计研究。采用壳-梁耦合有限元模型对两种双圆交点连接构型方案在压差载荷作用下的面外位移进行分析。在此基础上,对其中的对接连接构型方案进行强度校核:通过Fastener单元提取连接结构的钉载分布后,采用单钉模型进行细节结构强度校核,进而评估整个连接区的失效载荷。研究结果表明,采用对接的连接设计方案,双圆交点区在压差载荷下的横向变形较小,该设计方案能够满足设计要求。 展开更多
关键词 双圆截面 增压舱 复合材料 多钉连接 失效分析
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深海耐压舱室寿命估算
8
作者 王金 宋广全 戴一飞 《造船技术》 2020年第1期18-21,共4页
耐压舱室在深海中下潜一定深度和收回过程中,受到的水压可以简化为底周期循环应力。在该循环应力作用下,根据断裂力学理论和结构损伤-安全设计原理,以临界裂纹尺寸的设计方法结合具体工程应用案例计算设备寿命,得出在一定初始裂纹深度... 耐压舱室在深海中下潜一定深度和收回过程中,受到的水压可以简化为底周期循环应力。在该循环应力作用下,根据断裂力学理论和结构损伤-安全设计原理,以临界裂纹尺寸的设计方法结合具体工程应用案例计算设备寿命,得出在一定初始裂纹深度和长度下设备的理论使用次数。采用计算机程序实现迭代计算。此应用案例在疲劳的可靠性计算中具有一定的工程指导意义。 展开更多
关键词 耐压舱室 疲劳寿命 迭代计算 断裂韧性 应力强度因子
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饱和潜水系统的集成
9
作者 张家茂 《科技创新导报》 2020年第28期55-57,66,共4页
目前在饱和潜水支持船的建造中,“300米饱和潜水系统”均由国外公司集成,如英国JFD-DIVEX、意大利DRASS、新加坡JFD-LEXMAR等。国外厂家利用技术垄断,饱和潜水系统集成时在设备提供、系统设计和系统调试方面赚取天价利润,而造船厂作为... 目前在饱和潜水支持船的建造中,“300米饱和潜水系统”均由国外公司集成,如英国JFD-DIVEX、意大利DRASS、新加坡JFD-LEXMAR等。国外厂家利用技术垄断,饱和潜水系统集成时在设备提供、系统设计和系统调试方面赚取天价利润,而造船厂作为船舶承建方,经济效益微薄。本文详细剖析了“300米饱和潜水系统”的设备组成、系统功能以及设计原则,为中国制造自主创新集成饱和潜水系统提供理论知识和实际经验。 展开更多
关键词 饱和潜水 压力舱 生命支持系统 收放系统 逃生系统
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某船用加压舱空调系统改进设计
10
作者 董自虎 王自华 张小敏 《船电技术》 2010年第5期46-49,共4页
本文介绍了某船加压舱空调系统制冷工况设计原理,给出了空调系统改造的相关计算以及选型设备主要性能指标。结果表明经调试检测,各项指标均达到设计要求。
关键词 加压舱 空调系统 温度调节
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深海高压舱密封性能评价研究 被引量：16
11
作者 黄中华 金波 刘少军 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期790-793,共4页
为了确保基于O形橡胶密封圈的深海高压舱实现可靠密封,避免因经验设计带来的密封失效,提出了通过计算O形橡胶密封圈密封工作时的最大接触应力来判断密封可靠性和安全裕度的评价方法.采用超弹性单元HYPER56建立了O形密封圈的有限元分析模... 为了确保基于O形橡胶密封圈的深海高压舱实现可靠密封,避免因经验设计带来的密封失效,提出了通过计算O形橡胶密封圈密封工作时的最大接触应力来判断密封可靠性和安全裕度的评价方法.采用超弹性单元HYPER56建立了O形密封圈的有限元分析模型,计算了高压舱O形密封圈在承受内压时的应力分布.计算结果表明,当O形圈的预压缩量小于1 mm时,增大O形圈的预压缩量,可以显著提高O形圈的最大接触应力;当O形圈的预压缩量大于1 mm时,增大O形圈的预压缩量对提高O形圈的最大接触应力贡献不大;当O形圈的预压缩量大于0.6 mm时,O形圈的最大接触应力始终大于密封压力,高压舱能可靠实现60 MPa的密封.对上述结论进行了高压密封实验,实验结果表明,当O形圈的预压缩量为0.8、1和1.2 mm时,高压舱能可靠实现60 MPa的密封;通过计算当O形橡胶密封圈密封工作时的最大接触应力,可以对高压密封舱的密封性能做出正确判断. 展开更多
关键词 密封性能 评价 有限元 高压舱
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航空用负压方舱环境检测仪的研制
12
作者 雍伟 张慕哲 +8 位作者 李法林 周海亮 姜媛媛 薛兵杰 田甜 江妍 杜海波 郭磊 江琅 《中国医学装备》 2024年第8期187-189,共3页
为在航空转运过程中检测机载负压隔离方舱的环境数据,研制一款航空用负压方舱环境检测仪,由壳体、差压变送器、压力传感器、二氧化碳浓度传感器、氧气浓度传感器、温湿度传感器、数据处理模块、液晶显示屏与通用串行总线(USB)数据接口... 为在航空转运过程中检测机载负压隔离方舱的环境数据,研制一款航空用负压方舱环境检测仪,由壳体、差压变送器、压力传感器、二氧化碳浓度传感器、氧气浓度传感器、温湿度传感器、数据处理模块、液晶显示屏与通用串行总线(USB)数据接口等部件组成负压方舱环境检测仪,可实时检测二氧化碳浓度、氧气浓度、温度、相对湿度、舱内与舱外压差和舱外气压等环境数据,数据处理模块收集数据处理后,由液晶显示屏实时显示数据与数据变化曲线,并通过USB数据接口提取检测数据。在航空环境使用时,该检测仪可无故障连续工作时间≥300 h,故障平均修复时间约为30 min,性能良好,检测精度较高,可为负压方舱的环境数据检测提供便利。 展开更多
关键词 负压舱 环境检测 压差 温湿度
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深水高压舱典型实验实例研究 被引量：5
13
作者 姚志广 秦延龙 +1 位作者 赵开龙 徐爽 《石油工程建设》 2011年第S1期14-16,5+4,共5页
随着深水条件下海洋资源开发活动的增加,将出现越来越多的水下设备。文章以中国石油集团海洋工程重点实验室研制的深水高压舱为例,通过两个典型的结构物模型实验案例,总结了深水高压环境下海工结构物的检测实验流程,为今后的实验研究提... 随着深水条件下海洋资源开发活动的增加,将出现越来越多的水下设备。文章以中国石油集团海洋工程重点实验室研制的深水高压舱为例,通过两个典型的结构物模型实验案例,总结了深水高压环境下海工结构物的检测实验流程,为今后的实验研究提供指导,为规范和标准的编制提供参考。 展开更多
关键词 深水高压舱 承压实验 疲劳实验 检测流程
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动态加载模拟凹坑对管道模型压溃影响 被引量：4
14
作者 余建星 薛陆丰 +3 位作者 余杨 徐立新 蔡晓雄 冯欣鑫 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期667-674,共8页
海底管道在埋设以及使用过程中极易产生凹坑缺陷,凹坑会影响管道的局部屈曲,对含凹坑缺陷管道的局部屈曲研究十分必要.当前对凹坑形成过程通过简单的静态加载进行模拟,这与实际工程实践中落物撞击的动态过程不符.本文采用有限元软件ABA... 海底管道在埋设以及使用过程中极易产生凹坑缺陷,凹坑会影响管道的局部屈曲,对含凹坑缺陷管道的局部屈曲研究十分必要.当前对凹坑形成过程通过简单的静态加载进行模拟,这与实际工程实践中落物撞击的动态过程不符.本文采用有限元软件ABAQUS运用动态加载的方式对管道凹坑形成过程进行模拟,在此基础上对含有不同凹坑深度、宽度的海底管道进行局部屈曲的数值模拟,与压力舱管道试验结果对比,验证模型的正确性.对比分析动态加载与静态加载模拟凹坑的管道结果,结果表明:动态加载与静态加载两种方式对管道凹坑的模拟存在差异,当压头撞击管道的动能达到一个临界值后,动态加载模拟凹坑的管道模型的压溃压力小于静态加载的压溃压力,用静态加载模拟凹坑的管道模型分析大质量压头高速撞击形成凹坑的管道存在安全隐患. 展开更多
关键词 海底管道 动态分析 凹坑 有限元分析 压力舱试验 局部屈曲
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翼身融合自主式水下航行器的多泡结构耐压舱分步优化设计 被引量：3
15
作者 何衍儒 宋保维 曹永辉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期664-670,共7页
针对翼身融合自主式水下航行器的扁平机身结构,提出了一种多泡结构耐压舱,它具有很强的抗压能力,并且充分地利用了机身空间。由径向基函数(radial basis function,RBF)代理模型和Kriging代理模型组成了精确度更高的混合代理模型,采用候... 针对翼身融合自主式水下航行器的扁平机身结构,提出了一种多泡结构耐压舱,它具有很强的抗压能力,并且充分地利用了机身空间。由径向基函数(radial basis function,RBF)代理模型和Kriging代理模型组成了精确度更高的混合代理模型,采用候选点采样和局部最优采样2种加点策略,对多泡结构耐压舱进行外形和结构的分步优化设计。以最大排水体积为优化目标、外形约束为约束条件,对多泡结构耐压舱进行外形的优化;选取最小结构质量作为优化目标、最大等效应力和屈曲系数为约束条件,对多泡结构耐压舱进行结构的优化。使用基于有限元方法的分析软件ANSYS对模型的强度和稳定性进行了分析。 展开更多
关键词 多泡结构耐压舱 混合代理模型 分步优化 有限元分析
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内肋骨长舱段塑性总体稳定性计算方法研究 被引量：2
16
作者 邱昌贤 黄进浩 +1 位作者 秦天 王琨 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期1232-1238,共7页
同时考虑肋骨偏心影响及高强度钢的弹塑性本构关系,利用Ritz法对内置环肋加强且含舯部特大肋骨的圆柱壳长舱段结构在静水外压下的塑性稳定性计算方法进行研究,分别基于J2流动理论和形变理论建立了结构小挠度塑性失稳临界压力的迭代计算... 同时考虑肋骨偏心影响及高强度钢的弹塑性本构关系,利用Ritz法对内置环肋加强且含舯部特大肋骨的圆柱壳长舱段结构在静水外压下的塑性稳定性计算方法进行研究,分别基于J2流动理论和形变理论建立了结构小挠度塑性失稳临界压力的迭代计算方法,并在编程中优化了算法,针对长径比为3.1的高强度钢长舱段结构模型进行了有限元对比计算。结果表明,本文方法给出的长舱段结构塑性总体失稳临界压力与数值计算结果符合较好,可为舱段塑性总体稳定性设计计算提供一种新方法。 展开更多
关键词 总体稳定性 长舱段 大肋骨 弹塑性 里茨法
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基于ANSYS的深海耐压舱端盖优化仿真设计 被引量：2
17
作者 王光越 《机械工程与自动化》 2019年第3期94-95,共2页
深海耐压舱是深海潜器的一个重要组成部分。针对深海耐压舱端盖存在的问题进行了分析,通过改进耐压舱端盖的结构设计,增强了原有端盖的强度,并对新端盖进行了有限元分析。
关键词 深海耐压舱 有限元 优化设计
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深水海工结构物承压模型实验技术研究 被引量：1
18
作者 姚志广 秦延龙 +2 位作者 赵开龙 徐爽 祁磊 《石油工程建设》 2013年第6期21-26,7,共6页
文章针对大型海工结构物在深水高压环境中服役的检测技术需求,提出了采用深水高压舱的模型实验方法,并以三类典型的海工结构为例研究了模型设计方法、测试方法以及结果判断方法。研究指出,大型海工结构物可以通过分段划分,对关键部件采... 文章针对大型海工结构物在深水高压环境中服役的检测技术需求,提出了采用深水高压舱的模型实验方法,并以三类典型的海工结构为例研究了模型设计方法、测试方法以及结果判断方法。研究指出,大型海工结构物可以通过分段划分,对关键部件采用原型测试以提高测试结果的可靠度;当进行海工结构物的缩尺测试时,除考虑相似定理外,还需要考虑边界约束条件、加工过程中的初始缺陷等;当进行分段实验时,可以采用加装加强材等手段消除分段对测试结果的影响。 展开更多
关键词 深水高压舱 承压实验 模型设计
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氧气加压舱的静电防护 被引量：1
19
作者 郑志满 刘金丰 +1 位作者 黄晓珊 刘维春 《中国医疗器械杂志》 CAS 2005年第2期138-139,共2页
叙述静电对氧气加压舱的危害及防护措施
关键词 氧气加压舱 静电 静电火花 静电防护
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月面着陆器上升级压力舱结构优化研究 被引量：1
20
作者 李恩奇 梁鲁 +1 位作者 张志成 果琳丽 《载人航天》 CSCD 2016年第6期750-754,共5页
针对未来航天器大承载、轻量化需求,开展了月面着陆器上升级压力舱的结构优化研究。在卧式上升级压力舱静力学有限元仿真分析的基础上,以压力舱蒙皮厚度和加强型材截面尺寸为优化变量,以整舱结构强度满足设计许用应力为约束条件,以压力... 针对未来航天器大承载、轻量化需求,开展了月面着陆器上升级压力舱的结构优化研究。在卧式上升级压力舱静力学有限元仿真分析的基础上,以压力舱蒙皮厚度和加强型材截面尺寸为优化变量,以整舱结构强度满足设计许用应力为约束条件,以压力舱结构质量最小为优化目标函数建立结构优化模型,获得了静压作用下压力舱最优结构形式。同时还讨论了压力舱压力体制、结构设计许用应力对压力舱结构质量的影响。研究结果有助于确定载人登月任务总体方案中的关键参数,得到复杂力学环境下的压力舱最优构型。 展开更多
关键词 上升级压力舱 重量 结构优化 构型
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